一种变压器排油注氮灭火装置
技术领域
本发明涉及一种通过排油-注氮方法对变压器实施灭火作业的装置,属变压器技术领域。
背景技术
变压器在运行过程中,有可能因为短路、油温过高等故障发生失火现象,因此必须装备自动灭火装置。常用的灭火装置为排油注氮灭火型,它由灭火箱、氮气瓶、排油回路、注氮回路和控制电路组成。在发生故障时,变压器温度升高,火灾探测器达到动作温度,发出信号,灭火箱中的排油阀打开进行排油。与此同时,在20秒内氮气瓶中的氮气通过注氮回路进入变压器油箱底部,使油箱下部较低温度的油和上层高温油混合,从而使表层油温度降到闪点之下,油箱内部火焰自动熄灭。中国专利号99229120.8公开了一种变压器充氮灭火装置,其结构与上所述基本相同,但这种变压器灭火装置在使用中还存在以下缺点:
1.高压氮气瓶的开启阀门采用人工手动方式,启动慢,在紧急情况下影响灭火工作的迅速实施,且充氮高压阀门采用的是锥面密封,易产生漏气;
2.灭火介质氮气有可能泄漏到变压器油箱中,被保护装置中的瓦斯继电器收集后引起跳闸,造成停产事故,影响了变压器的正常运行;
3.装置中的防氮气泄漏阀采用膜片式常闭阀,膜片采用橡胶膜,阀前管道中易集聚高压氮气,使阀膜老化失灵而将氮气泄漏到变压器箱体,引起误动作;
4.排油和充氮采用重锤机构开启,由电磁铁控制,其结构造成响应速度较慢。
发明内容
本发明用于提供一种能够克服以上缺点、对高压氮气密封效果好、开启迅速可靠,并可有效阻止氮气泄漏,防止灭火装置误动作的变压器排油注氮灭火装置。
解决上述问题的技术方案是:
一种变压器排油注氮灭火装置,它包括箱体、高压氮气瓶、排油管路、注氮管路、以及安装在排油管路和注氮管路中的阀门,其改进之处是,高压氮气瓶瓶口装设控制氮气通断的高压闭锁机构,所述机构包括柱塞阀和电爆闭锁两部分,其中,柱塞阀由阀体、阀芯构成,在阀体上设有进气口和出气口;电爆闭锁部分由电爆管、锁杆、锁扣、压杆及弹簧组成,电爆管的管壁端面固定在高压闭锁机构的壳体内,其爆破引信引至壳体外,电爆管的另一端连通活塞,活塞杆通过一个解锁机构控制压杆,压杆与阀芯的芯杆上端触压在一起。
上述变压器排油注氮灭火装置,所述解锁机构由锁扣和锁杆组成,其中,锁扣一端铰接于壳体上,另一端与锁杆搭接咬合,锁扣并与活塞杆铰接;锁杆连结压杆,它的一端铰接于壳体上,在锁杆上设有一个弹簧;锁杆与压杆之间通过螺纹套连结在一起,螺纹套与压杆之间为螺纹连接,弹簧安装在锁杆的下方;锁扣和活塞杆之间的铰接孔为长孔,两者之间通过柱销铰接在一起。
上述变压器排油注氮灭火装置,所述注氮管路中的阀门为球阀5,在球阀的转轴上设置球阀连杆6,所述排油管路中的阀门为排油蝶阀4,排油蝶阀4由重锤启动机构控制其通断,重锤启动机构还通过重锤连杆8、同步启动连杆7控制球阀的通断。
上述变压器排油注氮灭火装置,增设安全阀10,安全阀10连接在球阀5与高压氮气瓶2之间的注氮管路中。
上述变压器排油注氮灭火装置,所述重锤连杆平时处于水平状态。
本发明在正常工作时,柱塞阀可以将高压氮气瓶的瓶口可靠密闭,防止高压氮气渗漏;当发生火灾事故时,电爆管快速起爆,锁杆脱离锁扣的束缚,带动柱塞阀的压杆运动,打开柱塞阀,使高压氮气进入变压器实施灭火操作。另外,它还可以手动操作。操作人员还可以通过手动旋动压杆,提起柱塞阀进行排放氮气的作业,更增加了其使用的灵活性。本发明还通过球阀有效地防止氮气在正常情况下进入变压器油箱,引起变压器误动作的故障,且球阀与排油蝶阀联动,保证了正常注氮灭火动作的程序。本发明具有密闭良好、开启迅速可靠的优点,适用于各种恶劣环境条件下变压器的安全运行。
附图说明
图1是本发明结构示意图;
图2是图1的俯视图(未按比例画出);
图3是高压闭锁机构结构示意图;
图4是高压闭锁机构解锁后的状态示意图;
图5是变压器本体和灭火装置相互关系示意图。
图中标记如下:箱体1、高压氮气瓶2、注氮管路3、排油蝶阀4、球阀5、球阀连杆6、同步启动连杆7、重锤连杆8、重锤9、安全阀10、牵引电磁铁11、电磁铁支撑杆12、柱塞阀13、压杆14、电爆管15、锁杆16、锁扣17、弹簧18、螺纹套19、长孔20、柱销21、活塞22、活塞杆23、出气口24、进气口25、阀芯26、阀体27、排油管路观察窗28,变压器主体29、排油管路30、事故油池31。
具体实施方式
图中显示,这种变压器灭火装置由箱体1、高压氮气瓶2、注氮管路3、排油蝶阀4,球阀5、球阀连杆6、同步启动连杆7、安全阀10、重锤启动机构、高压闭锁机构组成。与现有技术的变压器注氮灭火装置相比较,增加了高压闭锁机构、球阀5、球阀连杆6、同步启动连杆7和安全阀10,同时对重锤启动机构进行了改进。
图中显示,本发明的高压闭锁机构由柱塞阀13、压杆14、电爆管15、锁杆16、锁扣17、弹簧18、压杆螺纹套19组成。柱塞阀13由阀体27、阀芯26构成,在阀体27上设有进气口25和出气口24。柱塞阀13的阀面将高压氮气瓶2的排气口密封,柱塞阀13的出气口24与变压器的注氮管路3连接。柱塞阀13的压杆14的杆体上有螺纹,在锁杆16中部有螺纹套19,其螺纹与压杆14的螺纹相匹配。在锁杆16静止时,手动旋动压杆14可以使压杆14的螺纹沿锁杆16上的螺纹套19转动,将柱塞阀13的阀面提起,使高压氮气瓶2排气。电爆管15、锁杆16、锁扣17、压杆14及弹簧18组成电爆闭锁部分。电爆管15的一端管壁固定在壳体内,其爆破引信引至壳体外,电爆管15的另一端连通活塞杆23,活塞杆23的另一端连 接柱销21,柱销21连接到锁扣17中。锁杆16和锁扣17的两端分别与壳体的内壁为可转动铰接,另一端相互搭接,锁扣17和锁杆16分别居于上下方,弹簧18在锁杆16的下方。锁扣17靠近锁杆16的一端有长孔20,长孔20中有柱销21。
在变压器处于正常状态时,锁扣17的一端将锁杆16向下压紧,柱塞阀13将高压氮气瓶2的排气口可靠密闭,防止高压氮气渗漏。发生火灾事故时,电爆管15快速起爆,电爆管15中的活塞22带动活塞杆23运动,活塞杆23一端的柱销21在锁扣17的长孔20内向上推动锁扣17,锁扣17不再压紧锁杆16,锁杆16在高压氮气的作用下向上移动,同时带动压杆螺纹套19和压杆14一起向上,柱塞阀13打开,高压氮气进入变压器实施灭火作业。操作人员还可以通过手动旋动压杆14,提起柱塞阀13进行排放氮气的作业,更增加了安全保证。
图中还显示,本发明增加的球阀5安装在注氮管路3中,同步启动连杆7的一端与球阀连杆6相连接,另一端与排油蝶阀4的重锤连杆8相连接,使球阀5与排油蝶阀4通过同步启动连杆7实现同步运动。在变压器正常工作的情况下,球阀5处于关闭状态,高压氮气瓶2中的氮气不能通过注氮管路3进入的变压器的油箱中,避免了由于泄漏的氮气引起变压器保护装置误动,影响变压器的正常运行。当变压器发生火灾,手动灭火启动或自动灭火启动时,重锤启动机构的牵引电磁铁11动作,吸引电磁铁支撑杆12向后移动,重锤连杆8在重锤9的作用下顺时针向下旋转,打开排油蝶阀4,同时通过同步启动连杆7打开注氮管路3中球阀5,使得注氮管路3减压阀以后的管路畅通,具备充氮的条件,20S后电爆管引爆后高压氮气瓶2被打开,氮气通过球阀5进入变压器油箱进行灭火。
这种变压器灭火装置还在注氮管路3的管壁上安装了一个安全阀10,如果高压氮气瓶2的氮气有微量泄漏,氮气将通过安全阀10释放(在规定压力下),旁路到管路之外,保证了变压器的安全运行。
为了观察变压器运行状态下油路是否渗漏的现象,还在排油管路30上安装了排油管路观察窗28,使操作人员可以随时了解排油管路的情况。
本发明具有以下显著优点:
1.高压充氮采用的是高压闭锁机构,安全可靠、反应快速,柱塞阀的端面密封严密,不会产生氮气泄漏的现象。
2.排油蝶阀与充氮管路中的球阀实现联动,在排油的同时,打开球阀,为充高压氮气至变压器主体做好准备工作;变压器正常时,排油蝶阀和球阀同时关闭,球阀的密封质量和可靠寿命有效防止高压氮气的泄漏到变压器箱体;有火灾信号时,电磁铁控制的重锤启动机构先动作,在打开排油蝶阀同时通过同步启动连杆打开球阀,20S后,高压氮气瓶上的高压闭锁机构动作,高压充氮阀打开,瞬间高压氮气通过减压阀、充氮回路充入变压器箱体实现灭火过程。
3.在球阀前设有一安全阀与大气相通,既使氮气瓶有高压氮气泄漏也不会通过此阀而到达箱体内,引起误动作,泄漏的这部分氮气只能通过安全阀排到大气,防止氮气泄漏到变压器箱体中。
4.重锤机构的重锤连杆(力臂)平时处于水平状态,工作时加速快,反应快、开阀力矩大。